Verschil tussen PLA en ABS

Belangrijkste verschil - PLA versus ABS

PLA en ABS zijn twee soorten polymeermateriaal. Daarom zijn het macromoleculen die zijn samengesteld uit vele zich herhalende eenheden. PLA is polymelkzuur. Het monomeer dat wordt gebruikt om PLA te vormen, is melkzuur. ABS is Acrylonitrilbutadieenstyreen. Het is gemaakt van drie monomeren: acrylonitril, butadieen en styreen. Deze polymeermaterialen worden in verschillende toepassingen gebruikt, afhankelijk van hun chemische en fysische eigenschappen. Een van de meest voorkomende toepassingen van deze beide verbindingen is als filamenten in 3D-printen. Het grootste verschil tussen PLA en ABS is dat PLA is een biologisch afbreekbaar thermoplastisch polymeer, terwijl ABS een niet-biologisch afbreekbaar thermoplastisch polymeer is.

Key Areas Covered

1. Wat is PLA
      - Definitie, productie en eigenschappen
2. Wat is ABS
      - Definitie, algemene eigenschappen en gebruik
3. Wat is het verschil tussen PLA en ABS
      - Vergelijking van belangrijke verschillen

Sleuteltermen: ABS, Acrylonitril, Acrylonitril Butadieen Styreen, Butadieen, Melkzuur, PLA, Polylactic Acid, Styreen, Thermoplastisch

Wat is PLA

PLA is polymelkzuur. Het is een biologisch afbreekbare thermoplastische polyester. Het is een alifatisch polymeer. PLA is afgeleid van hernieuwbare bronnen zoals maïszetmeel, cassavewortels, suikerriet, enz. PLA is de meest voorkomende biokunststof die tegenwoordig wordt gebruikt vanwege de biologische afbreekbaarheid en biocompatibiliteit.

De vroegste methode voor het produceren van PLA was door condensatiepolymerisatie, die producten met laag molecuulgewicht geeft. Tegenwoordig wordt ringopeningspolymerisatie gebruikt voor de productie van PLA met hoog molecuulgewicht.

Het monomeer dat wordt gebruikt voor de productie van PLA is melkzuur. Dit monomeer wordt geproduceerd door fermentatie of door chemische middelen. Gisting is echter de meest gunstige methode vanwege minder beperkingen. De productie van PLA kan hoofdzakelijk op drie belangrijke manieren worden gedaan.

• Condensatie polymerisatie
• Polycondensatie in een azeotrope oplossing
• Polymerisatie door lactidevorming

Condensatiepolymerisatie omvat de vorming van een ester die vervolgens condensatiereacties ondergaat. Deze methode verwijdert watermoleculen tijdens het polymerisatieproces. Deze methode is echter niet erg gunstig omdat we geen polymeermateriaal met een hoog molecuulgewicht van deze methode kunnen verkrijgen. De tweede methode polycondensatie in een azeotropische oplossing die meer praktisch is. Deze methode maakt gebruik van verschillende katalysatoren. Maar polymerisatie door lactidevorming is de meest efficiënte methode voor de productie van PLA. Het geeft PLA met een hoog molecuulgewicht. Lactide is een cyclisch dimeer gevormd uit een condensatiereactie. Deze productiemethode van PLA is ook bekend als ringopenende polymerisatie omdat lactide een cyclisch molecuul is.

Figuur 1: PLA verkrijgen van melkzuur en lactide

PLA kan worden verwerkt tot vezelvormen en films. De meest voorkomende toepassing van PLA is als filamenten die worden gebruikt bij 3D-printen. Deze filamenten zijn minder gevoelig voor draaiing en hebben een lagere flexibiliteit. Over het algemeen zijn deze filamenten minder duurzaam. Het smeltpunt is lager. PLA is echter in het algemeen thermisch onstabiel en vertoont snel verlies van molecuulgewicht bij thermisch behandelen. Dit komt omdat de esterbindingen de neiging hebben om af te breken wanneer warmte wordt verschaft. Deze thermische degradatie vindt plaats bij lagere temperaturen dan het smeltpunt van PLA. PLA heeft een goed uiterlijk, hoge mechanische sterkte en lage toxiciteit. De glasovergangstemperatuur van PLA is laag. Het beperkt het gebruik van PLA in thermisch verwerkte pakketten.

Wat is ABS

ABS is acrylonitril butadieenstyreen. Het is een amorf, thermoplastisch polymeer. Dit polymeer wordt geproduceerd uit drie soorten monomeren: styreen, acrylonitril en butadieen. Hier worden styreen en acrylonitril onderworpen aan polymerisatie in aanwezigheid van polybutadieen.

Acrylonitril is een synthetisch monomeer. Het is gemaakt van propyleen en ammonia. Butadieen wordt verkregen uit aardolieraffinage als een bijproduct. Styreen is ook een synthetisch monomeer. Daarom is ABS geen biopolymeer. Het is een ondoorzichtig thermoplast. De productiemethode van ABS is bekend als emulsie proces. Het mengsel van reactanten is in de vorm van een emulsie. De continue massapolymerisatie is een ander proces dat uiteindelijk ABS zal vormen.

Figuur 2: Monomeren gebruikt bij de productie van ABS

Omdat ABS een thermoplastisch materiaal is, kan het gemakkelijk worden gerecycled. Dit komt omdat ze kunnen worden verwarmd tot hun smeltpunt, gekoeld en opnieuw worden opgewarmd zonder significante afbraak. Dit betekent dat de meest gebruikelijke methode voor het produceren van ABS is door het reeds bestaande ABS-materiaal te recyclen.

Een van de meest voorkomende toepassingen van ABS is het gebruik van filamenten in 3D-printing. Het gebruik van ABS voor dit doel resulteert in een brandende plastic geur tijdens het proces van afdrukken. Deze filamenten zijn meer vatbaar voor draaiing. Ze zijn enigszins flexibel in vergelijking met andere soorten filamenten die worden gebruikt bij 3D-printen. Omdat ze chemisch bestendig zijn, is ABS duurzamer.

ABS heeft een hoger smeltpunt. Omdat het een amorf polymeer is, kan het ware smeltpunt niet worden berekend. De glasovergangstemperatuur is ongeveer 105^OC. Vanwege de eigenschappen van ABS wordt het gebruikt in automobieltoepassingen zoals wieldoppen, spiegel en koplampbehuizing.

Verschil tussen PLA en ABS

Definitie

PLA: PLA is polymelkzuur.

BUIKSPIEREN: ABS is acrylonitril butadieenstyreen.

Natuur

PLA: PLA is een alifatisch, thermoplastisch polymeer.

BUIKSPIEREN: ABS is een amorf, thermoplastisch polymeer.

monomeren

PLA: PLA is gemaakt van melkzuurmonomeren.

BUIKSPIEREN: ABS is gemaakt van acrylonitril, butadieen en styreenmonomeren.

Voorkomen in de natuur

PLA: PLA is een biologisch afbreekbaar polymeer.

BUIKSPIEREN: ABS is een niet-biologisch afbreekbaar polymeer. Maar het kan worden gerecycled.

Grondstof

PLA: PLA is een op planten gebaseerd materiaal.

BUIKSPIEREN: ABS is een op petroleum gebaseerd materiaal.

Duurzaamheid

PLA: PLA is in vergelijking minder duurzaam.

BUIKSPIEREN: ABS is duurzamer.

Flexibiliteit

PLA: PLA is minder flexibel.

BUIKSPIEREN: ABS is flexibeler dan PLA.

Smeltpunt

PLA: PLA heeft een lager smeltpunt.

BUIKSPIEREN: ABS heeft geen gedefinieerd smeltpunt vanwege zijn amorfe structuur.

Conclusie

PLA en ABS zijn belangrijke polymeermaterialen. PLA is polymelkzuur. ABS is acrylonitril butadieenstyreen. Beide materialen worden vaak gebruikt als filamenten voor 3D-printen. Er zijn veel verschillen tussen PLA en ABS wanneer de chemische samenstelling en de eigenschappen in aanmerking worden genomen. Het belangrijkste verschil tussen PLA en ABS is dat PLA een biologisch afbreekbaar thermoplastisch polymeer is, terwijl ABS een niet-biologisch afbreekbaar thermoplastisch polymeer is.

Referenties:

1. Jamshidian, Majid, et al. "Poly-melkzuur: productie, toepassingen, nanocomposieten en afgiftestudies." Uitgebreide recensies in Food Science en voedselveiligheid, Blackwell Publishing Inc, 26 augustus 2010, hier beschikbaar.
2. Rogers, Tony. "Creative Mechanisms Blog." Alles wat u moet weten over ABS-kunststof, hier verkrijgbaar.
3. "Acrylonitrielbutadieenstyreen." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 13 oktober 2017, hier beschikbaar.

Afbeelding met dank aan:

1. "PLA van melkzuur & lactide" door Rifleman 82 - Eigen werk (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "ABS-harsformule" door H Padleckas op Engelse Wikipedia - Eigen werk (Public Domain) via Commons Wikimedia